ГЛАВА 13. КОРОНАВИРУСЫ

Коронавирусы образуют небольшую группу вирусов, по­ражающих млекопитающих и птиц, которые выделены в от­дельное семейство Coronaviridaeс одним родом Coronavirus [Закстельская Л. Я., 1982; Matthews R., 1982; Tyrrell D.

al., 1986].

Геном коронавирусов представляет собой однонитевую PHK с молекулярной массой 5,5?10⁶—6,1 ? IO⁶, позитивной полярностью. На З'-конце молекулы находится поли (A)- последовательность. На 5'-конце имеется кэп-структура. Ви­рионы имеют сферическую форму, диаметр 75—160 нм, харак­терные булавообразные выступы (12?24 нм) на внешней оболочке, образующие корону (откуда и название вирусов). Внутри внешней оболочки заключен нуклеокапсид, состоящий из рибонуклеопротеидов со спиральным типом симметрии, диаметром 11—13 нм (рис. 18). Вирионы имеют плотность 1,18 г/мл, размер 75—180 нм, состоят из сердцевины и внеш­ней оболочки, содержат 4—6 белков, в их числе белки нукле­опротеида, матрикса и оболочечные гликопротеиды. . Их мо­лекулярная масса колеблется в пределах 15 000—200 000. Бе­лок рибонуклеопротеида с молекулярной массой 50 000 обра­зует тримеры с массой 140 000. Гемагглютинирующие свойства связаны с оболочечными антигенами; между вирусами внутри рода существуют серологические связи. В составе вирионов имеются фосфопротеид нуклеокапсида (50 000—60 000), гликопротеиды наружной оболочки El (20 000—35000) и Е2(80 000—200 000), последний образует булавовидные вы­ступы и обладает гемагглютинирующей активностью. На ви­рионной PHK гены расположены в следующем порядке: 5'- 200 000 NS- 35000 MS-£2—14000 NS —El-N-V.

После прикрепления к рецепторам клеточной мембраны, эндоцитоза, слияния вирусной и клеточной мембран и депро­теинизации геном коронавирусов начинает функционировать, индуцируя синтез белков (первичная транскрипция). При этом транслируется только часть генома, примыкающая к 5'-концу PHK и кодирующая синтез неструктурных белков

Рис.

1 — липидный бислой; El, Е2— вирусные гликопротеиды, Е2 об­разует пепломеры, Elвзаимо­действует с нуклеокапсидом;

2 - РНК; 3 —белки нуклеокап- сида.

(200000). Этот пептид обладает полимеразной активностью. Вслед за этим синтезируется минус-нить, образуется репли­кативный интермедиат, на котором синтезируются дочерние нити РНК. Минус-нити являются матрицей для синтеза не только дочерних геномных РНК, но и 6 субгеномных РНК с молекулярной массой от 0,6?10⁶до 3,7?10⁶. Все эти мРНК синтезируются с одной и той же точки отсчета на 3'- конце минус-нити, причем каждая из длинных нитей включает предыдущую, более короткую. Однако трансляция их проис­ходит только из прилегающей к 5'-концу части. У 5'-конца геномной PHK имеются кэп-структуры, прикрепленные к ли­дерной последовательности длиной около 70 нуклеотидов. Эта последовательность находится у всех 6 мРНК, формируясь, по-видимому, посредством сплайсинга. Субгеномные PHK имеют кэп-структуры и поли (А)-последовательность. На рис. 19 приведена схема синтеза этих PHK коронавирусов. Участ­ки, начинающиеся от 5'-концов, гомологичны. Особенности репликации коронавирусов — синтез субгеномных PHK раз­ных размеров, начинающихся с одной и той же точки, — явля­ются причиной высокой частоты получения рекомбинантов при заражении клеток двумя разными штаммами вируса мы­шиного гепатита [Makino S. et al., 1986].

В клетке «хозяина» синтезируются 6 вирионных белков: большой гликопротеид (gp84∕90),малый гликопротеид gp31, фосфопротеид нуклеокапсида р51, два других мажорных белка р36 и р23 и минорный белок р28. При иммунологиче­ском анализе белков коронавирусов, выделенных от разных животных, были получены следующие данные. Белки коро­навирусов коров gpl20, gpl40, р52 и gp26оказались иммуно-

Рис.

логически родственными сходным белкам коронавируса человека, но только трем белкам коронавируса мышей (виру­сы гепатита): gpl90, p52, gp26 [Hogne В. et al., 1984]. Коронавирусы вызывают у человека острые респираторные заболевания и энтериты. Коронавирусы у свиней вызывают гастроэнтериты и энцефалит, у телят, собак и кошек ■—■ кишеч­ные заболевания, у крыс — поражения дыхательных путей, у мышей — гепатит. Птичьи коронавирусы являются возбуди­телями инфекционного бронхита (куры) и сйнюшной болезни (индюки).

О происхождении коронавирусов сказать что-нибудь опре­деленное трудно. Целесообразно рассматривать их в сравни­тельном аспекте с другими оболочечными вирусами, имею­щими позитивно-полярный геном, — тогавирусами и флавиви- русами. У всех этих групп при общности стратегии генома имеются и существенные различия, можно сказать, тактиче­ского порядка. У тогавирусов сначала транслируется часть генома, прилегающая к 5'-концу, на которой закодирован полимеразный комплекс. Затем синтезируется субгеномная PHK (через стадию образования минус-нити), которая коди­рует синтез структурных белков. Таким образом разобщают­ся синтез ранних (неструктурных) белков, репликация PHK и синтез поздних (структурных) белков. У флавивирусов, несмотря на непрерывность генома, мРНК синтезируются

отдельно с каждого гена, а репликация геномной PHK осу­ществляется также через стадию синтеза минус-нити. У коро­навирусов этот процесс более своеобразен и происходит через синтез минус-нитей как полного генома (репликация РНК), так и субгеномных РНК, которые начинаются с одной и той же точки и различаются по длине, а следовательно, и числу генов.

При рассмотрении эволюции тогавирусов было показано, что сходная стратегия наблюдается у 4 групп вирусов расте­ний (вирус пятнистого вилта томатов, вирусы болезней табака, бромовирусы и вирус мозаики люцерны). Если счи­тать, что все эти вирусы эволюционно связаны между собой, то логично отнести к ним и флавивирусы, и коронавирусы. Однако пока для этого мало оснований и требуются специаль­ные исследования, которые подтвердят или отвергнут такое предположение. Что же касается эволюции коронавирусов, то в этом случае «движущие силы» и пути эволюции были сходны с теми, которые будут описаны в главе 15 парамик­совирусы). Вероятно, основной экологической нишей для коронавирусов явились одомашненные животные и домовые грызуны. От этих вирусов могли «ответвиться» коронавирусы, поражающие человека. Мы слишком мало знаем об этих вирусах и поэтому не можем более конкретно рассматривать возникновение антропонозов.

Здесь же уместно упомянуть о выделении от лошадей в Берне (Швейцария) оболочечного вируса диаметром 120— 140 нм со спиральным типом симметрии нуклеокапсида. В зараженных клетках происходит синтез двух главных (22 000, 20 000) и 4 других (200 000, 80 000—120 000,

32 000, 17000) белков. Несмотря на некоторое сходство с ко­ронавирусами, М. Horzinek и соавт. (1984) предлагают вы­делить его в отдельное семейство. Геномом его является РНК, по-видимому, позитивно-полярная. Продолговатый нук­леоид представляет собой' открытое кольцо со спиральной симметрией. Белок нуклеокапсида имеет молекулярную массу 20 000. Внешняя оболочка содержит пепломеры. Вирус не име­ет серологического родства с коронавирусами, но серологиче­ски родствен вирусу Бреда, выделенному при энтерите телят, и сходному вирусу Лион-4, а также вирусу, обнаруженному при гастроэнтерите человека. Предложено выделить их в от­дельное семейство Toroviridae.